特許 5973268 ファンカットドリル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5973268

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】ファンカットドリル

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/02 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   E21B7/02

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-155939(P2012-155939)

(22)【出願日】2012年7月11日

(65)【公開番号】特開2014-15819(P2014-15819A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2015年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】594149398

【氏名又は名称】古河ロックドリル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(72)【発明者】

【氏名】宮越 征一

(72)【発明者】

【氏名】都築 翔

【審査官】 竹村 真一郎

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３００９４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３３７０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０８２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２８２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００９３５２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１４９３９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ ７／０２−７／１０

Ｅ２１Ｃ １／００−１１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルまたは坑道内で用いられるファンカットドリルであって、
台車と、該台車上に前後傾動可能に枢支されたチルトブームと、該チルトブームの先端に左右に揺動可能に自身基端部が枢支されたスイングアームと、該スイングアームの先端部に設けられた水平面旋回機構と、該水平面旋回機構上に枢支された垂直面旋回機構と、該垂直面旋回機構の側面に枢支されて当該垂直面旋回機構の駆動により水平な軸回りに回動されるガイドマウンチングと、該ガイドマウンチングに沿って支持されたガイドシェルと、該ガイドシェルに搭載されたさく岩機とを備え、
前記水平面旋回機構は、自身の垂直な軸回りに所定範囲で前記垂直面旋回機構を回動させて、少なくとも前記さく岩機の穿孔軸心の位置を、当該水平面旋回機構の回転軸心の位置よりも前記トンネルまたは坑道の側壁に近い側に位置させられるように構成されていることを特徴とするファンカットドリル。

【請求項2】

前記水平面旋回機構は、前記所定範囲が、ファンカットドリルが格納姿勢からチルトブームを水平な状態とした準備姿勢のときを基準として、左右に振り分けの回動範囲を有し、
前記垂直面旋回機構は、前記準備姿勢のときに、前記ガイドマウンチングを枢支している前記側面が、台車の後方を向く面とされていることを特徴とする請求項１に記載のファンカットドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、さく岩機を備え、トンネルや坑道の周壁に穿孔するファンカットドリルに係り、特に、さく岩機の穿孔範囲を調整する穿孔角度調整機構の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、トンネルや坑道の周壁に穿孔するために、さく岩機を備えるファンカットドリルが使用されている（例えば特許文献１参照）。
この種のファンカットドリルは、図３（ｂ）に示すように、台車１の前端部に、前後に傾動するチルトブーム２が設けられている。このチルトブーム２には、左右（同図の紙面方向）にスイングするスイングアーム３の基端部が枢着されている。スイングアーム３の先端部には、３６０°旋回する旋回機構４が穿孔角度調整機構として設けられている。そして、この旋回機構４の車両後方を向く側面に、ガイドマウンチング５を介してガイドシェル６が支持され、このガイドシェル６に、さく岩機７が搭載されている。穿孔の際には、チルトブーム２、スイングアーム３、旋回機構４の作動によってガイドシェル６を位置決めし、さく岩機７で周壁に穿孔する。

【0003】

ところで、従来のファンカットドリルの穿孔範囲は、ガイドマウンチング５が、旋回機構４の水平軸４ａまわりに３６０°の旋回をすることから、同図（ａ）にさく岩機７の穿孔範囲のイメージを示すように、台車１に垂直な平面に沿って全周（３６０°）方向の範囲内でガイドシェル４を位置決めして穿孔可能とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】登録実用新案第３００９４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のファンカットドリルは、垂直な平面の範囲内に穿孔範囲が限定される。そのため、例えばトンネルや坑道の真上や真横には穿孔可能なものの、台車の斜め前方に向けて任意の角度には穿孔できないという問題がある。また、さく岩機を台車の前後方向に向けての傾動ができないことから、さく岩機を台車の左右方向にしか動かすことができないので、ホース等の設備の干渉をさけられず、側壁近傍では穿孔が困難であった。
そこで、本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであって、斜め前方に向けて任意の角度に対しても穿孔し得るファンカットドリルを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るファンカットドリルは、トンネルまたは坑道内で用いられるファンカットドリルであって、台車と、該台車上に前後傾動可能に枢支されたチルトブームと、該チルトブームの先端に左右に揺動可能に自身基端部が枢支されたスイングアームと、該スイングアームの先端部に設けられた水平面旋回機構と、該水平面旋回機構上に枢支された垂直面旋回機構と、該垂直面旋回機構の側面に枢支されて当該垂直面旋回機構の駆動により水平な軸回りに回動されるガイドマウンチングと、該ガイドマウンチングに沿って支持されたガイドシェルと、該ガイドシェルに搭載されたさく岩機とを備え、前記水平面旋回機構は、自身の垂直な軸回りに所定範囲で前記垂直面旋回機構を回動させて、少なくとも前記さく岩機の穿孔軸心の位置を、当該水平面旋回機構の回転軸心の位置よりも前記トンネルまたは坑道の側壁に近い側に位置させられるように構成されていることを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係るファンカットドリルは、穿孔角度調整機構として、垂直面旋回機構および水平面旋回機構を備えており、水平面旋回機構は、垂直面旋回機構を自身の垂直な軸回りに所定範囲（例えば左右それぞれに９０°）で回動させることができるので、ガイドシェルに搭載されたさく岩機の向きを台車の斜め前方に向けて任意の角度に位置させることができる。そのため、台車の斜め前方に向けて任意の角度に対しても穿孔することができる。
また、水平面旋回機構は、少なくとも前記さく岩機の穿孔軸心の位置を、当該水平面旋回機構の回転軸心の位置よりも前記トンネルまたは坑道の側壁に近い側に位置させられるように構成されているので、水平面旋回機構を回動させることにより、ホース等の設備の干渉を回避できるため、従来は穿孔が困難であった側壁近傍の領域まで穿孔可能範囲を広げることができる。

【0008】

特に、本発明の一態様に係るファンカットドリルによれば、台車の斜め前方に向けて任意の角度に対しても穿孔可能なので、これにより、天面に向かって斜め方向にも穿孔可能となる。そのため、鉱山などにおいて、当該ファンカットドリルが設置されている階層よりも上または下の階層の坑道に向かってケーブル通し孔や水抜き孔を任意の角度で設けることができる。

【0009】

ここで、本発明の一態様に係るファンカットドリルにおいて、前記水平面旋回機構は、前記所定範囲が、ファンカットドリルが格納姿勢からチルトブームを水平な状態とした準備姿勢のときを基準として、左右に振り分けの回動範囲を有し、前記垂直面旋回機構は、前記準備姿勢のときに、前記ガイドマウンチングを枢支している前記側面が、台車の後方を向く面とされていることは好ましい。このような構成であれば、台車側から穿孔口を容易に視認できるので、穿孔作業の能率と安全性を向上する上で好適である。

【発明の効果】

【0010】

上述のように、本発明に係るファンカットドリルによれば、台車の斜め前方に向けて任意の角度に対しても穿孔することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一態様に係るファンカットドリルの一実施形態の側面図である。なお、同図では、ファンカットドリルが格納姿勢からチルトブームを水平な状態とした準備姿勢のときを示している。

【図2】図１のファンカットドリルにおけるガイドシェルの旋回範囲を説明する図（（ａ）〜（ｃ））であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ｃ）でのＡ矢視図、（ｃ）は側面図である。

【図3】従来のファンカットドリルの一例におけるガイドシェルの旋回範囲を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。

【図4】側壁近傍での穿孔姿勢を説明する図であり、同図（ａ）は、従来の方法での穿孔例であり、同図（ｂ）は、本発明の一実施形態のファンカットドリルの構成を利用した穿孔例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一態様に係るファンカットドリルの一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、このファンカットドリルは、走行可能な台車１を有する。台車１は前後にアウトリガ９を備えている。台車１上には、走行用エンジン１１と、さく岩機７を含む油圧アクチュエータを作動させるための油圧パック１２と、制御盤１３とが配置されている。また、台車１の後部には走行コントロールボックス１４、台車１の前部には穿孔コントロールボックス８が設けられている。

【0013】

上記台車１の前端部にはチルトブーム２が枢支されている。チルトブーム２はチルト用シリンダ（図示略）で前後傾動可能になっている。チルトブーム２の前端部には、側面視がＬ字状となるようにスイングアーム３の基端部が枢着されている。スイングアーム３は、スイング用シリンダ４１で左右に揺動可能になっている。
ここで、スイングアーム３の先端部には、水平面旋回機構としてエキストラスイング２０が配設されている。エキストラスイング２０は、垂直方向を向く駆動軸２０ａと、駆動モータ２０ｂとを有する。また、エキストラスイング２０の上部には、垂直面旋回機構としてガイドロータリー４が、エキストラスイング２０の駆動軸２０ａに連結されることで枢支されている。ガイドロータリー４は、水平方向を向く駆動軸４ａを有し、駆動軸４ａが３６０°回動するようになっている。

【0014】

より詳しくは、エキストラスイング２０は、駆動モータ２０ｂの駆動により不図示の減速機構を介して駆動軸２０ａを回動する。これにより、駆動軸２０ａに連結されたガイドロータリー４が台車１に水平な平面に沿って所定範囲で回動される（回動のイメージを図２（ｂ）に示す（回動方向は同図の符号Ｒ２）。本実施形態の例では、ファンカットドリルが格納姿勢（走行時の姿勢）からチルトブームを水平な状態とした準備姿勢のときを基準にして、左右に振り分け９０°の位置まで回動される（図２（ｂ）参照）。

【0015】

そして、ガイドロータリー４には、ガイドロータリー４の図１での後面（つまり、ファンカットドリルが準備姿勢のときにおける台車１の後側を向く側面）にガイドマウンチング５が装着される。また、ガイドマウンチング５に沿ってガイドシェル６が支持される。これにより、ガイドロータリー４が駆動されると、チルトブーム２に対してほぼ垂直な面上でガイドシェル６が３６０°旋回するようになっている。
ガイドマウンチング５は、一端にアンカ５１、他端にガイドスライドシリンダ５２を備えており、穿孔時にガイドシェル６を穿孔位置に固定できる。ガイドシェル６にはさく岩機７が搭載され、さく岩機７は公知の送り機構（図示略）によりガイドシェル６上をスライド移動する。

【0016】

次に、上記実施形態のファンカットドリルでの穿孔動作および作用・効果について説明する。
このファンカットドリルで穿孔作業を行う場合には、台車１を走行させて坑道内の穿孔位置付近に設置し、アウトリガ９で安定を確保した後、チルト用シリンダを伸長してチルトブーム２を走行時の格納姿勢から前方へ傾動させてチルトブーム２を水平な準備姿勢（図１に示す状態）とする。次に、スイング用シリンダ４１を伸縮させ、図２（ａ）に示すように、スイングアーム３を左右に揺動してガイドロータリー４を所望の位置まで移動させる。次いで、２つの旋回機構を作動させてガイドシェル６を所定の穿孔位置へ位置決めする。

【0017】

すなわち、このファンカットドリルは、穿孔角度調整機構として、垂直面旋回機構であるガイドロータリー４と、水平面旋回機構であるエキストラスイング２０とを備えているので、穿孔する際は、エキストラスイング２０を駆動することによって、図２（ｂ）に示すように、ガイドロータリー４の回転軸の延設方向を水平面で左右に９０°回転させることができる。これにより、図２（ａ）の左側のイメージ（実線）に示すように、台車１に対して平行な方向に沿ってガイドシェル４を位置させることができる。

【0018】

そして、ガイドロータリー４は、垂直な面に対して３６０°旋回可能であるので、その位置でガイドロータリー４を駆動することで、図２（ｃ）に示すように、ガイドシェル４をガイドロータリー４の水平な軸まわりに回転させて、台車１に対して垂直な面に対する孔の位置を任意に決定することができる。
そして、アンカ５１とガイドスライドシリンダ５２を伸長してガイドシェル６を穿孔位置に位置決めする。その後、さく岩機７を駆動して周壁に穿孔を行なう。これにより、坑道等の天盤、側壁、下盤のいずれの方向にも穿孔することができる。

【0019】

例えば、図４に示すように、従来の方法では、さく岩機を台車の左右方向にしか動かすことができないので、同図（ａ）に示すように、側壁近傍では穿孔が困難であった。これに対し、本実施形態のファンカットドリルによれば、同図（ｂ）に示すように、穿孔角度調整機構として、垂直面旋回機構であるガイドロータリー４と、水平面旋回機構であるエキストラスイング２０とを備えているので、側壁近傍での穿孔が容易である。

【0020】

なお、上記の穿孔の操作は、オペレータが穿孔コントロールボックス８で行う。このように、このファンカットドリルによれば、台車１の斜め前方に向けて任意の角度に対しても穿孔できるため、穿孔範囲を拡大することができる。
なお、本発明に係るファンカットドリルは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0021】

１ 台車
２ チルトブーム
３ スイングアーム
４ ガイドロータリー（垂直面旋回機構、穿孔角度調整機構）
５ ガイドマウンチング
６ ガイドシェル
７ さく岩機
８ 穿孔コントロールボックス
９ アウトリガ
１１ 走行用エンジン
１２ 油圧パック
１３ 制御盤
１４ 走行コントロールボックス
２０ エキストラスイング（水平面旋回機構、穿孔角度調整機構）
４１ スイング用シリンダ
５１ アンカ
５２ ガイドスライドシリンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】